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Enregistrement W3093256436 · doi:10.20381/ruor-25442

Three-Dimensional Plant-Derived Biomaterials - Scaffolds for Tissue Engineering and Biophysical Manipulation

2020· dissertation· en· W3093256436 sur OpenAlexfundno aff
Ryan J. Hickey

Notice bibliographique

RevueuO Research (University of Ottawa) · 2020
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvanced Materials and Mechanics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesFonds de Recherche du Québec - SantéNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanada Research Chairs
Mots-clésTissue engineeringNanotechnologyBiomedical engineeringEngineeringMaterials science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Cells are complex active materials that display fascinating phenomena in response to changes in their physical environments. It is well established that the physical environment dictates cell fate and function; nevertheless, the standard method of culturing and studying cells is on stiff 2- dimensional Petri dishes and glass cover slips. The difference in the magnitude of the stiffness of the substrate in addition to the 2-dimensional character, leads to an incomplete and perhaps misleading picture of the cellular process under scrutiny. As such, an entire field has been dedicated to developing materials that more closely match the characteristics of the natural cellular milieu: biomaterials. Despite significant progress in the field, we are still far from fully recapturing the native environment. Importantly, many of the current strategies for engineering 3-dimensional biomaterials have specific applications yet lack flexibility to be adapted to a wide variety of functions. Our approach is to repurpose existing complex, readily available materials to create a platform for biomaterial production; our biomaterials are derived from plant tissue. Plants have evolved over millions of years to attain structures with intricate geometries for specialized functions. Due to the wide variety of plant structures, one can easily select a plant-based material with analogous features to the tissue of interest. A series of investigations are presented on these novel biomaterials to demonstrate this approach, quantify the mechanical properties, and study the cellular responses. First, we developed a method of processing plant materials to yield decellularized, cellulose-based, biocompatible scaffolds that can be repopulated with mammalian cells. We then created composite materials by casting hydrogels around the cellulose-based scaffolds, which allowed us to incorporate distinct temporal and spatial cues to the local cell populations. Spatial organization of tissues and tissue interfaces remains a primary challenge in biomedical engineering, as tissue interfaces mark complex transitional zones between distinct cell populations. Replicating and repairing this intricate delineation of cell types and mechanical profiles has proven to be a major concern in regenerative medicine. As such, we sought to develop a platform for engineered tissue interfaces, wherein components are combined in a modular fashion into a functional unit. The mechanical cues of the microenvironment affect a plethora of cellular processes, namely cell migration, proliferation, and differentiation. Consequently, the rheological properties of our decellularized, plant-based scaffolds were thoroughly investigated. An in-depth knowledge of the mechanics of the underlying substrate is required to guide future applications and refinements of this technology. The potential applications of these 3-dimensional constructs, as demonstrated through our findings, include designing in vitro models of tissue interactions, new biomaterials for in vivo applications, and studies on fundamental cellular processes. We highlight the significance of our results in a collection of scientific articles, which are presented in the body of this thesis (Chapters 2-5). This work is focused on the use of plant- derived cellulose materials, which forms a subsection of the cellulose biomaterial field. A review article centered on the use of cellulose materials for tissue engineering serves as an introductory chapter.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,138
Score d'incertitude au seuil0,927

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,035
Tête enseignante GPT0,268
Écart entre enseignants0,233 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
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